有源装置的管理系统及方法与流程

本发明涉及用于有源装置、例如有源眼科镜片的管理系统和方法的领域。

根据其一个实施例，本发明更具体地涉及有源眼科镜片的管理系统，该管理系统包括：

-有源眼科镜片，该有源眼科镜片包括用于选择性过滤光谱的第一范围的滤光片，

-传感器，该传感器被安排成用于测量与在所述第一范围内、到达该有源眼科镜片的光有关的数据，以及

-控制单元，该控制单元被设计成用于激活所述滤光片以便根据该传感器测量的数据来控制在所述第一范围内的光的过滤。

背景技术：

从专利申请us2010/0277687a1中获知了有源眼科镜片的这类管理系统。

根据上述专利申请的管理系统的缺点至少有：它不允许同时根据光谱的不同范围来控制该有源眼科镜片和/或收集与配戴者眼睛在这些不同范围下的暴露有关的数据，具体地用于通过交叉这些数据来建立诊断。

在这个背景下，本发明提供了一种要克服上述缺点的管理系统及方法。

技术实现要素：

为此，根据本发明的有源装置的管理系统包括：

-有源装置，该有源装置包括用于过滤光谱的第一范围和第二范围中的至少一者的至少一个滤光片，

-第一传感器，该第一传感器被安排成用于测量与在所述第一范围内并且到达或透射过该有源装置的光有关的数据，

-第二传感器，该第二传感器被安排成用于测量与在所述第二范围内并且到达或透射过该有源装置的光有关的数据，以及

-控制单元，该控制单元被设计成用于激活所述滤光片并且控制以下各项中的至少一项：

-根据该第一和/或第二传感器测量的数据来过滤所述第一范围内的光，以及

-根据该第一和/或第二传感器测量的数据来过滤所述第二范围内的光。

当该有源装置是有源眼科镜片时，该管理系统因此允许通过考虑配戴者的照明环境或到达配戴者眼睛的光来实现总体或充分保护、同时避免与永久滤光有关的一些效应(对不同颜色的视觉不正确、镜片的美学外观差、违反时间生物学等)。

根据优选的实施例，光谱的所述第一范围包括有害蓝光，并且光谱的所述第二范围包括时间生物学蓝光。

该管理系统因此允许根据关于有害蓝光和或时间生物学蓝光的测量数据来主动且经调节地过滤有害蓝光和/或时间生物学蓝光。

根据具体实施例，该管理系统进一步包括所述测量数据的存储单元，该存储单元被设计成用于将至少与在该第一范围内的光有关的所述测量数据和与在该第二范围内的光有关的所述测量数据进行相关。该存储单元可以进一步被设计成用于将所述测量数据传输至远程监测系统。

根据这个具体实施例的管理系统因此允许经由对该有源装置的潜在地主动、经调节的且持续的控制来监测健康(如视网膜毒性和昼夜周期)，这种控制是例如由有权使用所述远程监测系统的健康护理专业人员来进行。更具体地，该管理系统因此通过对于蓝光的量和光谱的潜在持续控制来提供对眼睛接收的蓝光的个性化且优化的监测。

该管理系统的控制单元更具体地可以包括处理装置和存储装置。该存储装置存储一些阈值，如光毒性阈值和时间生物学阈值。这些阈值可以至少基于与位于该有源装置附近的人(如有源眼科镜片的配戴者)相关的信息来确定。优选地，这些阈值是与光谱的所述第一和第二范围逻辑相关的。该处理装置可以被设计成用于将所述测量数据与对应的阈值进行比较。接着，该控制单元能够基于该比较的结果来控制该有源装置。

根据另一个具体实施例，在该有源装置是有源眼科镜片情况下，该管理系统进一步包括以下各项中的至少一项：

-用于测量与该有源眼科镜片的配戴者的时间生物学特点有关的数据的时间生物学标志传感器，

-用于测量与该有源眼科镜片的配戴者的活动有关的数据的活动测量传感器，以及

-用于测量与该有源眼科镜片的配戴者的位置有关的数据的定位系统。

接着，该控制单元能够考虑这些补充测量数据中的至少一项来控制该有源装置。

而且，所述阈值可以取决于所述补充测量数据中的至少一项。在这样的情况下，每个相关传感器可以被有利地安排成用于将其补充测量数据传输至该控制单元的存储装置，并且该控制单元的处理装置可以进一步被设计成用于通过考虑所述补充测量数据来确定所述阈值。

接着该控制单元能够收集这些补充测量数据中的至少一项，用于监测健康和/或以便让健康护理专业人员能够进一步基于这些补充测量数据来建立诊断。

本发明还涉及一种包括上述管理系统的眼镜、以及一种有源装置，该有源装置至少包括：

-第一传感器，该第一传感器被安排成用于测量与在所述第一范围内并且到达或透射过该有源装置的光有关的数据，以及

-第二传感器，该第二传感器被安排成用于测量与在所述第二范围内并且到达或透射过该有源装置的光有关的数据。

本发明进一步涉及一种与上述管理系统相关联的管理方法。

此外，本发明涉及一种存储在存储介质上并且通过上文所描述的管理系统的处理装置可执行的计算机程序产品，该计算机产品具有用于实施所述相关联的的管理方法的指令序列。

通过上述管理系统的技术特征实现的优点也通过本发明的其他方面被实现了。

附图说明

具体参照附图，本发明的其他技术特征或优点将从以下通过举例以及用于展示性地讨论本发明的实施例的目的而进行的详细描述中清楚地显现，在附图中：

-图1是根据本发明的管理系统的有源眼科镜片的第一实施例的示意性前视图，

-图2是根据本发明的管理系统的有源眼科镜片的第二实施例的示意性截面视图，

-图3是包括根据本发明的管理系统实施例的眼镜的透视图，

-图4是根据本发明的管理系统实施例的硬件概要，

-图5是根据本发明的管理方法的实施例的流程图，并且

-图6示出了图5上所示的框(a)的细节。

具体实施方式

本发明可以有助于许多种类的有源装置，如专用于透射光的装置(眼科镜片、光罩等)或发光装置(例如灯泡、屏幕等)。无论如何，这些有源装置中的每一者能够根据环境或手动或自动控制而改变其状态。

因此，尽管为了方便起见在下文给出的详细说明主要考虑的是有源装置是有源眼科镜片的实施例，但本发明不应当作必然局限于这个具体实施例。

另外，在本发明的意义上，有源眼科镜片不应当作局限于专用于治疗眼睛疾病的有源镜片。实际上，本发明考虑的有源眼科镜片可以涵盖不具有任何种类的治疗效果的眼镜镜片，像眼罩或遮阳罩。

而且，该眼科镜片可以是矫正镜片或不是矫正镜片。

如果这类有源眼科镜片具有简单的功能，则可以完整地预定义该有源眼科镜片的操作模式。例如，光致变色镜片可以遵循配戴者给出的开/关命令。替代地，这样的有源眼科镜片的操作模式可以与设置相适配，尤其是如果同时使用若干有源镜片(例如，电致变色的以及偏振片)、和/或如果预期有源眼科镜片的使用将取决于若干参数，如传感器测量的数据和/或一天中的时间和/或配戴者的活动类型(运动、学习、阅读、家庭活动等)。

参照图4和图5，根据本发明的管理系统的实施例可以包括：

-有源眼科镜片(aol)1，该有源眼科镜片包括用于过滤10光谱的第一范围和第二范围中的至少一者的至少一个滤光片，

-第一传感器2，该第一传感器被安排成用于测量20与在光谱的所述第一范围内的光有关的数据，

-第二传感器3，该第二传感器被安排成用于测量30与光谱的所述第二范围内的光有关的数据，以及

-控制单元(cu)4，该控制单元被设计成用于以受控且受调节的方式来激活40所述有源眼科镜片。

存在不同种类的有源眼科镜片。它们通常根据外部命令来改变其状态或行为。例如，一些有源眼科镜片通过电激活被控制。

有源眼科镜片1可以包括与若干个功能相对应的若干个层。这些功能可以包括：

-焦度变化，例如对于软质镜片或液晶系统，以便根据情况来提供视远或视近，

-相位变化，例如对于偏光片，以便提供光的偏振，

-光谱变化，例如有害和/或时间生物学蓝光的阻挡，

-光强度变化，例如通过电致变色效应，以适配到达眼睛的光强度，例如以便更好地看到放在眼睛前方用于虚拟现实应用的屏幕，以及

-用于光疗法应用的光生成，例如通过光源，以便对眼睛递送用于治疗目的的低强度光。

更确切地，有源眼科镜片1的所述至少一个滤光片可以包括用于选择性地过滤10光谱的所述第一和第二范围中的至少一者的至少一个滤光片。例如，它可以同时或在不同时刻过滤有害蓝光或时间生物学蓝光或二者。为此，该滤光片可以由被引入由矿物玻璃或光学透明塑料制成的两个基材形成的单元中的胆甾醇相液晶构成。这些基材中的一者或两者具有透明的导电电极。这些电极用于施加电场，该电场改变液晶的取向，从而改变该光谱滤光片的轮廓(选择性和效率)。

参见图1和图2，第一传感器2被安排成用于测量与在该第一范围内的、潜在地被该有源眼科镜片过滤的光有关的数据，并且第二传感器3被安排成用于测量与在所述第二范围内的、潜在地被该有源眼科镜片过滤的光有关的数据。第一和第二传感器2、3可以向外定位以便感测到达该有源眼科镜片的入射光(il)。第一和第二传感器2、3因此可以测量与所述入射光有关的数据。它尤其可以对应用于光疗法以估计到达配戴者眼睛的光有用。如果考虑到达眼睛的光，则可以更好地管理向眼睛提供的光量。

第一和第二传感器2、3中的每一者可以包括显微分光计、光电二极管与带通/二向色微滤光片的组合、在希望的波长范围内的荧光/磷光光敏材料。

第一和第二传感器2、3中的每一者可以连续测量：

-光的瞬时强度，

-在定义的延长时间段期间的光量。

根据该管理系统和方法的优选实施例，光谱的所述第一范围可以包括有害蓝光，并且光谱的所述第二范围可以包括时间生物学蓝光。在此情况下，第一和第二传感器2、3在下文或在附图上可以分别被称为有害光传感器(hls)和时间生物学光传感器(cls)。

有害蓝光对应于波长包含在400nm与460nm之间、优选地在415nm与455nm之间的光。这些波长涉及视网膜色素上皮细胞(rpe)中的细胞的进行性退变，并且长期慢性暴露于这些波长下是年龄相关性黄斑变性(amd或armd)或其他黄斑疾病发作的危险因素。

时间生物学蓝光对应于波长包含在465nm与520nm之间、优选地在465nm与495nm之间的光。这些波长(被本质上感光的视网膜神经节细胞(iprgc)吸收)涉及调节许多非视觉生物功能，包括醒睡周期、瞳孔反射、认知、情绪、体温...。对时间生物学蓝光的正确调制因此对于时间生物学节律的正确同步至关重要。

进一步参见图3，第一和第二传感器2、3可以直接布置在有源眼科镜片1的正面上或眼镜9的眼镜架的正面上、以及被容纳在其中。

第一和第二传感器2、3还可以移动并连接到光波导的一端上，所述光波导的另一端被向外定位以便透射到达该有源眼科镜片的入射光。因此，当进一步使用了光波导时，该第一和/或第二传感器可以放置在眼镜9的侧部(或框)上，例如在潜在地安排在该眼镜的侧部上的控制单元4附近。

这些传感器还可以放置在该有源眼科镜片后方并且可以被预设成模拟配戴者眼睛的特点和功能。

如图3和图5所示，该管理系统还可以包括存储单元5。这个存储单元可以被设计成用于以相关联的方式存储50所述测量数据。更具体地，所述第一和第二传感器2、3测量的数据以及潜在地一些补充传感器6、7、8测量的数据以交叉的方式被存储，以便让健康护理专业人员能够基于这样的交叉信息来建立诊断。对于最简单的实例，所述测量数据各自以时间标引被存储。对于另一个实例，有害光传感器和时间生物学光传感器被设计成用于计算在从确定的时刻开始的确定时间段期间接收的有害光和时间生物学光的量，并且测量数据与关于该起点和它们所对应的时间段的数据一起被存储。对于进一步的实例，该数据可以根据确定的格式被存储，以便形成带格式的文件，该文件例如将被用作存储在该控制单元中的程序的输入、或用作健康监测应用的输入。

存储单元5可以是无源的，即，仅被设计成用于接收和存储这些传感器测量的数据。它接着可以偶尔被适配的读取器所读取(例如在医学检查的情形中)，该读取器可以布置在健康护理专业人员的办公场所内。存储单元5还可以是有源的，即，被设计成用于将所述测量数据传输60至远程监测系统100和/或将所述测量数据传送至该控制单元4。

因此，该管理系统还允许长期记录和传递某些关键参数，以便医师和/或患者进行持续的健康监测。

图4是根据本发明的管理系统实施例的硬件概要。

如图4上所示，第一和第二传感器2、3实际上连接至被称为控制单元4的电子装置上，该电子装置被设计成用于根据具体方法来激活/驱动/控制40该有源眼科镜片。该方法例如是与配戴者和/或与该有源眼科镜片允许的光修改相适配的方法。

传感器2、3与控制单元4之间的连接可以是有线或无线连接。这种连接可以进一步涉及传感器接口234。该传感器接口可以替代地是控制单元4的一部分。

控制单元4允许尤其根据到达该有源眼科镜片的光通量和关于该有源眼科镜片的功能来管控该有源眼科镜片的操作。该控制单元被设计成用于至少根据第一和/或第二传感器2、3测量的数据来控制40该有源眼科镜片。控制单元4可以更具体地被设计成用于控制以下各项中的至少一项：

-根据该第一和/或第二传感器测量的数据来过滤所述第一范围内的光，以及

-根据该第一和/或第二传感器测量的数据来过滤所述第二范围内的光。

传感器2、3中的至少一者进行的测量接着使得该滤光片能够以至少两种方式被激活：

-当测量值超过根据预定义过滤水平的预定义阈值时，on/off激活，以及

-过滤强度与测量剂量或光强度成反比(不是“全有或全无”操作模式，而是具有渐变强度的连续过滤)。

始终如图4上所示，控制单元4可以包括处理装置41。后者未被详细描述、但可以是用于设计电子系统的任何常用部件，例如stm32或kinetis微控制器或imx6处理器。所述处理装置可以被设计成用于将所述测量数据与对应的阈值进行比较以便相应地控制该有源眼科镜片。

控制单元4还可以包括接口连接装置234、43。例如，传感器接口234可以允许功能性地接口连接第一和第二传感器2、3。对于另一个实例，有源镜片电子驱动器43可以允许例如通过向该有源眼科镜片递送适合的电信号来驱动该有源眼科镜片的激活。接口连接装置234、43未被详细描述、但可以是用于设计电子系统的任何常用接口，例如i2c总线、mipi接口或部件之间的任何有线或无线通信。

控制单元4可以进一步包括数据存储装置42。所述数据存储装置42未被详细描述、但可以是用于设计电子系统的任何常用非瞬态存储介质，例如sram存储器、闪存等。所述数据存储装置42可以被提供用于存储所述程序并且潜在地存储该有源眼科镜片的先前和当前状态(偏光片开/关、滤光片开/关等)。所述存储装置可以进一步被设计成用于存储有待由控制单元的处理装置与所述测量数据进行比较的阈值。控制单元4的数据存储装置42可以进一步起到上述存储单元5的作用，或者反过来。

所述阈值中的至少一阈值是与光谱的所述第一和/或第二范围逻辑相关的。例如，光毒性阈值和时间生物学阈值是与眼睛接收的有害蓝光的量以及眼睛接收的时间生物学蓝光的量逻辑相关的，有害蓝光的量和时间生物学蓝光的量进而与有害光传感器(hls)和时间生物学光传感器(cls)测量的数据成比例。对于另一个实例，可以限定若干光毒性阈值，如每天和/或每周和/或每月和/或每季度最大剂量、以及短时间段上允许的有害蓝光照射最大值。

应注意的是，在该有源眼科镜片的滤光片关于有害蓝光不具有选择性，则考虑时间生物学蓝光传感器的测量数据是有意义的。蓝光将滤光片激活接着可以考虑接收足够的时间生物学蓝光的需要。更具体地，在从有害蓝光中过滤蓝光之前，可能必须接收最小阈值的时间生物学蓝光。

所述阈值可以基于不同类型的信息来定义和更新(若必要的话)。它们可以通过从业者将其输入控制单元4的数据存储装置42中来确定，或者它们可以通过例如由该控制单元的处理装置41可根据其中存储的程序而可以执行的一些微积分来自动确定。这些阈值优选地必须能够响应于测量的环境参数(尤其是照明环境)和所述不同类型的信息的潜在演变而演变。

控制单元4对有源眼科镜片的控制取决于这些阈值，并且因此其确定要求了解关于配戴者的固有信息，以便提供该管理系统的定制化配置。

这样的关于配戴者的固有信息可以包括：

-配戴者的职业活动和/或生活方式：常旅客、夜班工人、户外工人等。例如，这些参数影响必需过滤时间生物学蓝光的一天中的时间以及频率、以及所要求的此类过滤的效率；

-配戴者的年龄一方面对于视网膜光敏性和瞳孔直径(眼睛接收的光量取决于此(线性依赖关系))具有影响、另一方面影响生理睡眠的周期(向早上睡眠类型轮廓线进行相移等)；

-医学检查的结果(一般和特别是眼睛的视网膜)，

-配戴者的视网膜的比灵敏度，

-配戴者的遗传易感性，例如关于年龄相关性黄斑变性(amd或armd)，

-加重因素(吸烟、饮食习惯等)。

接着可以限定取决于所述关于配戴者的所述固有信息的一些其他阈值。以说明的方式，已知对时间生物学蓝光的控制必须考虑一天中的时间：在时间生物学蓝光下的暴露在一天中的第一部分对于警觉、心情和认知力应当较强，而在夜晚，过量的时间生物学光可能干扰睡眠。

例如，可以考虑配戴者的生理-时间生物学周期而限定在一定时间段上(典型地对于白天工作的工人是在早上)将实现的每日最小剂量。如果在所推荐的时间期间没有达到这个剂量，该管理系统可以向从业者和/或配戴者触发警报并且指示通过光疗法、药物或替代性的途径将提供的缺失的剂量。因此提供了一种用于报警、监测并指示剂量以应对昼夜周期的时间表的疗法治疗的系统。

对于另一个实例，可以考虑配戴者的生理-时间生物学周期而限定在确定的时间段上(典型地对于夜晚工作的工人是在晚上)将实现的每日最大剂量。

对于进一步的实例，可以考虑配戴者的生理-时间生物学周期而限定在一定时间段上(典型地对于夜晚工作的工人是在晚上)每个时间将实现的最大照射。

因此可以针对配戴者来定制周期性剂量或偶然强度的阈值。它们可以至少部分地根据一天中的时间以及地理位置以预定且渐变的方式改变。以作为定制的和/或可变的阈值的替代或补充的方式，设想了对朝人的眼睛发出光、尤其是时间生物学蓝光进行管理，尤其是为了使这个人恢复生气。

因此通过考虑照明环境和关于配戴者的一些固有信息实现了总体保护或充分强度的保护，以避免连续或太高(相对于需求而言)的过滤的有害影响。在这些有害影响之中可能有一些色觉烦恼、时间生物学烦恼、玻璃美学外观差的影响。例如，可以提供仅在存在蓝光且蓝光危险时激活蓝光的陷波滤光片或有色滤光片。

始终如图4所示，控制单元4可以进一步包括补充传感器、或者与这类补充传感器6、7、8通信地相连，其中这些补充传感器中的至少一者被包括在或不包括在外部设备100中。

如图2所示并且参照图6，这些补充传感器可以是以下各项中的至少一项：

-时间生物学标志传感器(cms)6，用于测量70与配戴者的时间生物学特点(wcc)有关的数据；这里数据可以包括体温、出汗、血压、心率、眼移动、瞳孔大小、瞳孔灵敏度(例如使用眼球点图检查或用相机进行眼跟踪)等；

-活动测量传感器(as)7，如位移传感器、加速度计、陀螺仪等，用于测量80与配戴者的活动(wa)有关的数据，如步行、跑步、站立或坐着等；以及

-定位系统(ps)8，如gps位置传感器或磁力计，用于测量90与配戴者的位置(wl)有关的数据。

时间生物学标志传感器6更具体地可以允许连续监测瞳孔直径以便细化对视网膜在有害蓝光下的暴露的测量。

活动测量传感器7更具体地可以允许跟随配戴者的生理睡眠周期并且连续地(每分钟一项)评估其警觉性和睡眠品质。实际上，这种评估可能是重要的；例如，配戴者接收的时间生物学蓝光的量可能对于其生理睡眠周期具有影响，并且可以通过该控制单元来调谐有源眼科镜片的激活以便为配戴者提供更好的生理睡眠。

定位系统8更具体地可以允许识别应当修改睡眠时间以避免时差感的情形。

对补充传感器6、7、8和/或有待使用的补充数据的选择可以取决于所要求的管理系统的医疗应用。例如，对有害蓝光的主动且受调节的过滤取决于照明环境、但还可以有利地取决于配戴者的生理数据及其活动。对于另一个实例，对有害蓝光的主动且受调节的过滤取决于照明环境、但还可以有利地取决于一天中的时间、配戴者的生理数据及其活动。因此实现了通过根据配戴者的活动、一体中的时间、配戴者的固有参数而连续监测眼睛接收的光的量和光谱来对眼睛接收的光进行个性化且优化的管理。

接着，可以根据所收集的关于配戴者的信息来设定控制单元4所执行的控制、和/或可以通过针对控制有源眼科镜片而考虑所述补充传感器6、7、8中的至少一者所测量的数据来执行该控制。

如图4所示，控制单元4与远程管理系统100(作为外部设备)或经由这样的外部设备进行的有线或无线连接也是可能的。

所述外部设备100可以包括其自身的处理装置，并且对有源眼科镜片1的管理可以至少部分地通过使用这类外部设备的处理器来执行；相应地，该控制单元有利地可以需要较少的处理资源。因此可以在本地(由控制单元)或远程地(通过外部设备)来确定激活有源眼科镜片的决定和方式。所述外部设备可以是移动的并且跟随配戴者，像移动电话、智能电话、控制板、ipad或图形板，或者可以是相对不动的，像安装在健康护理专业人员的办公场所或配戴者家中的计算机。

所述外部设备100可以获取关于配戴者的环境的信息、以及(若适合的话)关于配戴者自身(活动、健康测试、日常工作等)的信息。这个设备可以包括上述补充传感器6、7、8中的至少一者。因此，这些补充信息或测量数据中的至少一项可以在控制有源眼科镜片时加以考虑。根据这个具体情况的管理系统还可以利用由这类外部设备提供的人机接口，例如以便告知配戴者通过光和/或药物疗法提供时间生物学治疗的必要性。

控制单元4例如经由外部设备100与互联网的无线连接也是可能的。在这样的情况下，一方面对有源眼科镜片的调节可以用来自互联网的关于配戴者以及其环境的信息完成，另一方面尤其基于测量数据对有源眼科镜片的管理可以由包括在互联网服务器中的远程管理系统(rms)连续地确定和控制，该互联网服务器是例如健康护理专业人员可访问的。

而且，由于上述阈值中的至少一者可以进一步取决于上述补充测量数据中的至少一项，因此每个相关补充传感器可以被安排成用于例如经由它们被安排于其中的外部设备100的一些通信装置而将其补充测量数据传输至控制单元的所述存储装置42，以便使其处理装置41能够通过考虑这些相关补充测量数据来确定这些阈值。

可以设想在所附权利要求书的范围内的其他实施例。例如，虽然这些传感器理想地是尽可能接近配戴者的眼睛，但还可以考虑以下管理系统，其中这些传感器不在目镜或眼镜上、而是安排在远处。这些受控的有源滤光片还可以安排在环境的任何种类的光源(屏幕、灯泡等)上；因此根据本发明的管理系统和方法还可以用于控制房间中的具有有源滤光片的所有光源、或者可以用作在其环境中监测所通告的工人以及活动的警报系统。